新型自動氣象站在夜間農(nóng)業(yè)氣象觀測中的運用探討

任龍 于堯

摘要：天氣現(xiàn)象作為物理過程，存在的主要意義在于對天氣的變化加以體現(xiàn)。文章首先簡明扼要的概括了需要觀測的氣象類型，然后指明了農(nóng)業(yè)氣象夜間觀測的注意事項，最后對農(nóng)業(yè)氣象夜間觀測中自動氣象站的運用進(jìn)行了深入的探討，為天氣預(yù)測和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作提供理論支持。

關(guān)鍵詞：新型自動氣象站；夜間；農(nóng)業(yè)氣象觀測；運用

新型自動氣象站指的是能夠?qū)庀筮M(jìn)行自動觀測，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)加以儲存的設(shè)備，主要由軟件和硬件兩部分所構(gòu)成。軟件包括業(yè)務(wù)軟件和系統(tǒng)軟件，對業(yè)務(wù)軟件進(jìn)行安裝的平臺為計算機，業(yè)務(wù)軟件所具有的作用主要在于對氣象站進(jìn)行監(jiān)控，并且對觀測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的采集、處理和上傳。硬件包括傳感器、采集器和其他外圍設(shè)備，硬件系統(tǒng)主要用于對天氣現(xiàn)象的實地觀測，保證觀測工作的順利開展。

1 被觀測的氣象類型

隨著新型自動氣象站被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)氣象的夜間觀測過程中，現(xiàn)階段被觀測的氣象種類與過去相比有了較為明顯的不同。例如，米雪、冰粒和大雪分別出現(xiàn)時，均記錄為“雪”，但是當(dāng)米雪、冰粒和大雪同時出現(xiàn)時，則記錄為“雨夾雪”。另外，在夜間通過觀測軟件對各氣象要素進(jìn)行采集或觀測的時間通常為20：00至8：00，連續(xù)觀測的時間則為8：00至20：00。

2 農(nóng)業(yè)氣象夜間觀測的注意事項

2.1 雨凇與結(jié)冰的區(qū)分

雨凇最常見的狀態(tài)為毛玻璃或是透明狀態(tài)、外表光滑。雨凇是由過冷卻降水和地面物體互相接觸所形成的，因此，當(dāng)降水現(xiàn)象停止后，雨凇便會隨之消失。結(jié)冰是當(dāng)夜間溫度低于0℃時，在露天水面通過凍結(jié)所形成的冰。

2.2 霜、露和積雪能否共存

積雪指的是被雪所覆蓋的地面面積達(dá)到臺站能見面積的1/2或以上時的天氣現(xiàn)象。由此可以看出，積雪現(xiàn)象的形成，需要以降雪為前提。另外，即使有積雪現(xiàn)象的存在，夜間也同樣可以形成霜和露。

2.3 霜、露和霧、霧凇能否共存

霧是微小水滴在空中大量懸浮所形成。現(xiàn)階段通過人工的方式對霧進(jìn)行觀測，能見度最高為1000米，而自動水平能見度最高僅為750米[1]。霧凇是由水汽凝華或是霧滴凍結(jié)而形成冰晶物，霧凇最突出的特征在于結(jié)構(gòu)松散、表面呈粒狀，極易由于振動而塌落。霧和霧凇均為乳白色。如果霜、露和霧同時存在，只需要對霧進(jìn)行記錄，當(dāng)霧消失后，在對新生的露加以記錄。

2.4 霜、露和液態(tài)降水能否共存

霜的形成需要滿足以下幾個條件：晴朗、微風(fēng)、地面溫度低于0℃，霜是由水汽或水珠通過凝華所形成的，常見形態(tài)為白色冰晶。在地面溫度高于0℃、晴朗的夜間或傍晚，或地面溫度高于0℃、濕度較大的夜間或傍晚，都會形成露。另外，在近地面或地面物體上存在由水汽凝結(jié)所形成的冰，也是由露形成的。

3 農(nóng)業(yè)氣象夜間觀測中新型自動氣象站的運用方法

到目前為止，我國氣象觀測業(yè)務(wù)還無法實現(xiàn)對雨凇、陣雨、雨夾雪、積雪或是結(jié)冰等現(xiàn)象的自動觀測，尤其是對位于高山之上的氣象觀測站來說，氣候環(huán)境惡劣，自動氣象站想要實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)夜間氣象進(jìn)行高效的觀測，還有很長的一段路要走。工作人員在記錄各種天氣現(xiàn)象的過程中，需要根據(jù)天氣的變化情況，對不同氣象要素所呈現(xiàn)出來的變化趨勢進(jìn)行結(jié)合，并且通過科學(xué)的分析，保證最終記錄的準(zhǔn)確性，如果時間已經(jīng)超過20：00，工作人員不僅需要對發(fā)生的各種天氣現(xiàn)象進(jìn)行記錄，還需要以氣象要素所對應(yīng)的變化趨勢為基礎(chǔ)，對降水或其他天氣現(xiàn)象進(jìn)行判斷并及時記錄。操作的具體方法為：工作人員首先打開站臺測報軟件的“天氣現(xiàn)象”一欄，然后再將夜間所觀測到的天氣現(xiàn)象根據(jù)其出現(xiàn)的時間和順序進(jìn)行記錄，并且在7：00至8：00再一次對天氣現(xiàn)象進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)了與上次記錄不同的天氣現(xiàn)象，則及時將其記錄在案。如果不存在降水，并且地面沒有非常明顯的潮濕現(xiàn)象，那么工作人員就應(yīng)當(dāng)將觀測的重點轉(zhuǎn)向霜、露、霧凇等現(xiàn)象方面，通過氣象站在夜間所記錄的地溫、氣溫以及其他相關(guān)因素的變化情況，對凝結(jié)、凍結(jié)等現(xiàn)象出現(xiàn)的時間進(jìn)行大致估算，如果出現(xiàn)了降水現(xiàn)象，還需要對該降水現(xiàn)象屬于固態(tài)、液態(tài)還是混合態(tài)加以分析，同時結(jié)合夜間是否有閃電、雷鳴等情況的出現(xiàn)，對降雨連續(xù)性進(jìn)行判斷，最后將判斷結(jié)果記錄在“天氣現(xiàn)象”一欄中[2]。

現(xiàn)階段，已經(jīng)能夠被有效自動觀測的常見天氣現(xiàn)象有輕霧、浮塵、沙塵暴等，這主要是因為當(dāng)出現(xiàn)上述天氣現(xiàn)象時，空氣中往往含有大量的水汽和細(xì)微塵粒，因此，自動站可以通過對風(fēng)度、溫度、能見度等傳感器的應(yīng)用，對相應(yīng)的輕霧、浮塵、沙塵暴等天氣現(xiàn)象所對應(yīng)的視程障礙進(jìn)行判別和記錄[3]。需要注意一點，在對天氣現(xiàn)象進(jìn)行自動觀測時，工作人員應(yīng)當(dāng)保證所應(yīng)用觀測軟件始終處于正常運行的狀態(tài)下，如果由于夜間停電或其他不可抗因素而導(dǎo)致電腦關(guān)閉、數(shù)據(jù)缺失，在電腦重啟后，應(yīng)當(dāng)在異地時間對缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行補充。在對天氣現(xiàn)象和相關(guān)因素進(jìn)行記錄的過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)保證所對應(yīng)天氣要素記錄的準(zhǔn)確性，如果有大風(fēng)現(xiàn)象出現(xiàn)，那么對出現(xiàn)大風(fēng)現(xiàn)象的時間進(jìn)行詳細(xì)記錄。

4 結(jié)論

綜上所述，雖然隨著新型自動氣象站的建成，輕霧、浮塵、沙塵暴等多種具有視程障礙的天氣現(xiàn)象都能夠被準(zhǔn)確的觀測和記錄，但是由于夜間天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變，在對其進(jìn)行自動觀測的過程中仍舊存在觀測盲區(qū)。上文從觀測工作的注意事項和應(yīng)用方法兩個方面對自動氣象站的運用進(jìn)行了深入的探討，希望能夠為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及其他相關(guān)工作提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵文東，樂義，徐文龍，冀紅霞.新型自動氣象站在夜間農(nóng)業(yè)氣象觀測中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2015，14：159160.

[2]G.Lopardo，S.Bellagarda，F(xiàn).Bertiglia，A.Merlone，G. Roggero，N.Jandric.A calibration facility for automatic weather stations[J].Met.Apps，2015，22.

[3]易建平，李雪蓮，鄭華珠.論新型自動氣象站對夜間農(nóng)業(yè)氣象的觀測[J].中國農(nóng)業(yè)信息，2014，05：199200.